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碳酸鈣的性能指標對改性塑料母料的影響
2014年11月20日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:3318
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      重質碳酸鈣粉廣泛應用于塑料改性母料中,其本身的性能指標對改性母料的影響也較大,筆者從以下6個方面來詳細其分析碳酸鈣的性能指標對改性塑料母料的影響


      (1) 碳酸鈣的鈣含量對塑料改性母料的影響


      鈣含量是碳酸鈣的重要質量技術指標。改性母料對碳酸鈣的鈣含量要求較高,一般在98%以上。鈣含量越高,碳酸鈣的粉體加工性能越穩定。當鈣含量較低時,就會增加重 金屬和其他非金屬等雜質含量,不但影響碳酸鈣的使用,還會影響加工工藝,波及產品 質量或對加工設備造成危害等。


      (2) 碳酸鈣的白度對塑料改性母料的影響


      碳酸鈣的白度直接影響改性母料的白度及著色性。改性母料對碳酸鈣的白度要求非常嚴格,十幾年前生產廠家對400目的碳酸鈣的白度要求一般在92%~93%,隨著改性母料的用途越來越廣泛,對碳酸鈣的白度要求越來越高。目前,400目的碳酸鈣白度 要求要達到95%以上,有的礦石加工的碳酸鈣白度可達到97%左右。有些改性母料生 產廠家為了使產品白度提高,常常添加熒光增白劑,達到增加白度的效果。但是由于熒 光增白劑的化學組分在高溫、高剪切下易發生分解反應,如果熒光增白劑的品種選擇不 當或添加份數過量,不但使產品分解發黃,還會出現不分散或凝聚結團現象。熒光增白 劑對涉及衛生安全、接觸人體的塑料制品,會產生一定的刺激性,不宜使用。


      色相也是碳酸鈣非常重要的技術指標,溫度和色相的決定因素是礦石的結構和來 源。這些因素將直接影響塑料制品的著色性,影響塑料制品顏色、光澤度等。所以,碳 酸鈣的白度和色相是不可忽視的重要技術指標。


      (3) 碳酸鈣的水分含量對塑料改性母料的影響


      碳酸鈣的原材料——天然大理石、方解石等,一般不含結構水。在加工成超細粉體后,在加工、儲運過程中容易受潮吸濕水分。碳酸鈣中有時會含有微量的易揮發物,這 些物質如果含量過高時,會對改性母料和塑料制品造成影響。


      水分及易揮發物含量在碳酸鈣中一般應控制在0.3%左右,聚烯烴填充母料 QB 1126—1991國家行業標準規定含水量在0.5%以下。但在實際應用時,產品中水分 含量≥0.3%時,就易影響產品質量,使產品表面粗糙,產生氣泡、燒焦、分解等現象。 所以控制好水分含量對改性母料的質量非常重要,常用的辦法是采用高速混合機加熱干 燥處理來消除水分。在碳酸鈣高含量填充改性母料生產中,有條件的盡量避免采用水槽 浸潤拉條切粒和水環造粒等工藝,采用履帶傳動網式干法切粒工藝和磨面熱切造粒工 藝,可在提高生產產量的前提下,最大限度的減少改性母料的水分及易揮發物的含量, 能夠保證改性母料的產品質量。


       (4) 碳酸鈣的粒度分布對塑料改性母料的影響


      碳酸鈣的粒度分布是改性母料的重要質量控制指標。無機礦物粉體的粒度分析常用較為簡單的篩分方法,篩分方法中常用的規格用 “目” 表示。所謂目數即是每一英寸 篩網上所具有的篩孔個數。但比較準確科學的粒度分析方法,是采用測量粒徑的實際尺 寸,用微米 (μm) 表示。


      篩分法是一種最傳統的粒度分析方法,即將分散性較好的超細粉體用一定目數的篩子過篩,篩下通過與過篩粉體的重量比即為過篩率。常用的標準篩最細的有500目 (相當于25μm左右),新的電沉積篩網可篩分小到5μm (2500目) 的粉體,但篩分時 間長,易發生堵塞。對于小于10μm (1250目) 的超細粉體,采用篩分的方法,難以用于粒度分析和檢測。


      在實際應用中,碳酸鈣等粒狀材料的粒度分 布范圍有較大波動,粒度分布范圍越窄,材料的性能越穩定,粒度分布范圍越寬,材料 的性能越差。例如,1250目的碳酸鈣,粒徑應在10μm左右,如果粒度分布在5μm~ 38μm,雖然理論計算平均粒徑可以接近10μm,但由于粒徑小,比表面積大,易凝聚成 團; 而粒徑大會造成制品表面粗糙等現象,所以它的加工性能、力學性能等都會受到影響。


      (5) 碳酸鈣的顆粒形狀對塑料改性母料的影響


      碳酸鈣的顆粒形狀根據礦物結構不同,分為多方體、扁平體、多棱體、長方體、長 棒體、其他不規則體等顆粒形狀。


      碳酸鈣的顆粒形狀對改性母料的加工工藝、產品質量、熔體流動性、力學性能都有較大影響。多方體、多棱體、長方體形狀的碳酸鈣在改性母料加工中熔融流動性好,易 與偶聯劑包覆交聯,加工設備磨損相對較小,缺點是改性母料應用于塑料制品后,易影 響塑料制品的力學性能 (如拉伸強度、彎曲模量等)。


      扁平狀和長棒狀的碳酸鈣粒子比表面積相對較大,在改性母料中偶聯劑、增塑劑等 助劑用量需適當增加。否則,易造成包覆不均勻、熔融流動性差、主機功率增大、機頭 阻力增加、還會產生過熱分解等現象。但這類形狀的物料對塑料制品的物理性能有益, 可提高拉伸強度、彎曲強度、降低塑料制品的收縮率等。


      (6) 碳酸鈣的其他組分對塑料改性母料的影響


      碳酸鈣中化學組分及金屬雜質及其他組分含量對碳酸鈣的質量也有一定的影響,在塑 料改性母料及塑料制品中應用都將產生一定的影響


      碳酸鈣各物質組分隨產地的不同、礦石的不同,易產生差異。碳酸鈣中的MgO硬度小,白 度略低于碳酸鈣,化學穩定性、加工性能近似于碳酸鈣,一般不會對碳酸鈣帶來較大影響。


      二氧化硅 (SiO2) 屬于天然石英巖,它的比表面積小,流動性好。但SiO2的硬度 高 (莫氏硬度7),對設備磨損嚴重,特別是在包覆不均勻或增塑劑用量小時,顯得尤 為突出。填充改性母料如果用于聚丙烯扁絲生產加工中,對高速分切刀具易產生碰撞而 經常損壞刀刃,影響生產加工。


      三氧化二鐵(Fe2O3) 在碳酸鈣中含量雖然很少,鐵與化學助劑混合加工時易發生 化學變化,Fe2O3受熱后易分解變黃,影響改性母料的白度及外觀,所以Fe2O3在改性 母料中是不可忽視的物質。


  在碳酸鈣中SiO2、Fe2O3的含量越低,對改性母料的質量影響越小,一般可采用 5%的鹽酸稀釋溶液在玻璃皿中加入碳酸鈣進行化學分析,觀察溶液中沉淀物的多少來 測定SiO2含量; 溶液顏色呈略黃色,說明Fe2O3含量較多。


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